單反相機的九個歷史階梯

1、單反相機的九個歷史階梯為什么數碼單反的進入門檻那么高，三星、索尼都要通過購買別人技術才能進入，柯達黯然退出數碼單反相機之所以進入門檻高，是因為其需要豐厚的技術積累，沒有傳統單反的設計生產經驗，很難涉足。單反相機從出現到現在經過了多長時間的歷史？它的發(fā)展歷程中經過了怎樣的變化和革新？單反最終會往何處去？本文將為你解答這些問題，重現一個單反發(fā)展的清晰脈絡。 一、135單反相機的出現 實際上單反這個結構出現的非常非常早，甚至早到了相機出現之前，學過美術的朋友們都知道那個利用一片玻璃反射而臨摹實物的創(chuàng)作方法，這就已經具備了最基本的單反結構了，在照相術發(fā)明之后，1861年，英國人托馬斯薩頓（Thomas

2、Satton）則發(fā)明了具有相似結構的，于攝影鏡頭和感光元件之間裝置有45角反光鏡的照相機，那時候還沒有出現膠片，所以感光材料使用的是涂抹了鹵化銀的干板。托馬斯.薩頓的單反相機135單反相機則是在確立了35mm攝影用135膠片標準之后出現的，1936年，Ihagee公司制造第一臺135單鏡頭反光俯視取景相機KineExakta。下面是Ihagee公司第二型KineExakta的照片，它在1938年上市。在1936年出廠的第一型KineExakta十分罕見（因為生產量很少），品相好的差不多都在收藏家手中，偶而在二手市場上看到的不僅要價奇高而且品相令人傷心。不過1936年的第一型和1938年的第二型

3、差別不大。和現代單反相比，這臺相機在結構上有很大區(qū)別，它是俯視取景的，而并非現在的平視取景型，1936年五棱鏡還沒有用在相機上呢，暫時先湊合了吧。KineExakta與往后的Exakta主要機型有一個有趣的功能。在機底處有一個小縲絲把它轉松后向外拉，就會帶動一片小刀片把在相機內的底片切斷，于是沒照完的部份留在片匣中，照完的部份得要在暗房中取出，于是照完的部份就可以沖洗了。 其實要說到135單反相機的出現，推動力量和直到現在推動它發(fā)展的力量都是同一個：體育攝影的需求。旁軸135相機一經推出就因為攜帶和使用方便而在新聞用戶中流行開來，一些紀實攝影的大師也應運而生，不過旁軸相機限于結構，使用焦距超過

4、135mm的鏡頭非常困難，而為了1936年柏林奧運會的需求，各大鏡頭廠都紛紛推出了長焦鏡頭，比如Zeiss的OlympiaSonnar180mmf/2.8就是典型代表，在這種情況下，單反相機也就應運而生了。 二、五棱鏡的出現 俯視取景相機在使用的時候很麻煩，和135本身輕巧方便的初衷不符，而且由于沒有微棱鏡的輔助和限于135片幅本身尺寸較小，彎腰駝背的在毛玻璃上調焦也是很痛苦的事情，腰肌勞損恐怕是當時攝影師的職業(yè)病了。到了1948年，東德蔡司(CZJ，carlzeissjena，也叫耶納蔡司)生產了第一臺五棱鏡平視取景單反相機ContaxS，它最終確立了135單反相機的典型結構，一個鏡頭，有一

5、個反光鏡，然后有一塊五棱鏡將光路回轉了一下，一方面將俯視光路變成平視，另一方面將取景的像左右正過來(俯視取景的時候像是左右相反的)，至此，單反相機的標準結構已經確立了，之后再做的改進只不過是讓它變的更加先進和易用而已。五棱鏡是一個用一整塊玻璃切削而成的有5面反光面的棱鏡，用以把光束折射90度。光束在棱鏡內反射兩次，可以把影像的左右顛倒過來。單反相機基本結構：1鏡頭；2反光板；3快門；4膠片；5磨砂玻璃對焦屏；6液晶顯示板；7五棱鏡；8取景器 五棱鏡內的反射并非由完全內反射造成，由于光束是以少于臨界角(criticalangle)進入，兩個反射面是鍍上反射物料以造成鏡面的反射效果，而兩個傳遞面則

6、鍍上防反光涂層以減低反射。五棱鏡第5面則在光學上不會被使用，現代相機上使用的五棱鏡則常常會在反射面上以真空鍍膜技術鍍上一層銀膜并且在外面覆蓋黑色的保護涂層以加強反射效果。理論上講，五棱鏡的反射視野率是100%的，不過限于成本和機內空間等等原因，很多單反相機的視野率并不能達到100%，而且還出現了以五面鏡代替五棱鏡組成光路的單反相機，這種相機的取景器常常會顯得略微的暗淡一些，不如五棱鏡那么明亮，代表機種就是尼康的D70/D70s。作為相機生產大國，日本的第一臺五棱鏡平視取景結構相機是Pentax在1952年推出的Pentax67，這是一臺中畫幅相機。三-四、反光鏡即時回彈結構和高速焦平面快門的出

7、現 早期的單反相機取景和拍攝要分幾步的，反光鏡要要給快門上弦之后才會落下，光圈和旁軸鏡頭一樣是全手動的，要先開到最大光圈取景，在昏暗的腰平毛玻璃上對焦，然后折算一下光線，調到你想要的那一檔光圈，按快門，咣當一聲巨響后眼前一片漆黑，至于到底沒有拍到你想要的東西就只有天曉得了。SLR是如此的麻煩，以至于大部分記者寧可用大中副新聞機也不碰單反，卡帕，布列松那一代人也沒有用SLR的，不是他們不想，而是SLR實在是太不成熟。直到1954年Pentax做出了AsahiflexIIb，才有了第一部的反光鏡即時回彈單反相機，這也是單反能實現連拍的根本，如果沒有這個結構，那么之后出現的高速連拍相機就只能是鏡花水

8、月了。高速縱走焦平面快門一: 單反相機里面的另一個關鍵部分是快門，快門的類型有多種，我們這里只談AF單反機上常見的電子控制縱走式焦點平面簾幕快門(也就是人們常提到的鋼片快門，由于現在的快門簾幕并不一定是用鋼片制成的，所以稱縱走式焦點平面快門更為合理)。焦點平面簾幕快門位于照相機焦點平面前方，它的作用是在未曝光之前遮擋光線，使膠片不見光；在曝光時控制膠片的有效曝光時間?？扉T一般是裝在機身上的獨立部件，便于裝配和維修?？v走式焦點平面快門的制作材料有鋼片和鋁合金，也有采用塑料及合金復合式材料?？扉T由兩層簾幕、電磁釋放裝置和減震裝置組成，兩層簾幕分別稱為第一簾幕(或前簾)和第二簾幕(或后簾)。每一層簾

9、幕由數片(一般為4至6片)非常平直的小薄片相疊而成。這些小薄片在杠桿的控制下，即可以迅速展開，又可以彼此靈活地重疊在一起。展開之后，其相鄰的小薄片之間始終仍有一部分彼此相重疊，因此相鄰部位始終不會漏光。在未曝光之前，只有第一簾幕展開，擋住未曝光的膠片；而第二簾幕則是重疊收縮，位于膠卷片窗的底部.(在手動卷片的單反機中，未上快門之前是兩層簾幕都擋住未曝光的膠卷；進片及上快門之后，才是一層簾幕擋住膠卷)。曝光時，第一簾幕向上收縮，使膠片暴露在成像光線下進行曝光。當設定的快門速度低于最高閃光燈同步速度時，在第一簾幕完全收縮到頭后，第二簾幕經過一定時間的延遲后(延遲時間視快門速度大小而定)才開始展開。

10、當設定的快門速度高于最高閃光燈同步速度時，在第一簾幕未收縮到頭時，第二簾幕就開始展開，兩片簾幕之間形成了一條寬度小于24mm的裂縫(35mm照相機的膠卷規(guī)格為3624mm)，該裂縫以一定的縱走速度掃過膠卷平面，使膠卷曝光。曝光結束時，第一簾幕完全疊合在片窗上方，第二簾幕完全展開，將片窗遮嚴。在進片過程中，第一簾幕展開后，第二簾幕再收縮，為下一次曝光做好了準備。 實際上這條裂縫的行走速度低于所設定的快門速度，但膠卷平面上每一點的曝光時間卻正好是快門速度所對應的時間，所以從理論上分析，每一張底片所記錄的景物不是同時曝光的，而是分先后的，但這種差別太小了，以至于在日常攝影中可忽略不計。但在高速攝影中

11、，這種差別會造成畫面畸變。 高速縱走焦平面快門二:調節(jié)快門速度實際上是調節(jié)兩塊簾幕之間的縫隙的寬度。有些人認為調節(jié)快門速度是調節(jié)快門簾幕的行走速度，這是不正確的，在快門動作時，簾幕的行走速度是不變的(如NikonF4和CanonEOS-1的簾幕行走速度為2.7m/s)。目前最高的快門速度是1/12000s，而最高閃光燈同步速度是1/300s(除了采用頻閃實現的高速同步外)。這一切都要歸功于用輕型材料來制造快門和電子技術的發(fā)展?？扉T的釋放裝置為電磁式的，由電磁離合器控制。在快門釋放前，電磁離合器處于釋放狀態(tài)，當操作者按下快門釋放鈕時，電磁離合器通電，將快門簾幕吸起，開啟快門簾幕。減震裝置的作用是

12、消除快門簾幕收縮和展開所引起的震動。雖然焦平面快門出現的非常早，但是速度卻怎么也做不快，早期最好的是Ihagee生產的127幅面相機VPExakta所用的快門，速度范圍從1/25秒到1/1000秒，加上B門和T門，這個快門在當時非常先進，直到1960年，才由柯尼卡開發(fā)的單反KonicaF超過。KonicaF搭載了名為Hi-Synchro的縱走幕簾快門，最高速度為1/2000秒，閃光同步為1/125秒。在當時為最快。想想直到七十年代，最快的專業(yè)相機也不過是1/1000秒而已。但是因為這個快門制造麻煩，而且太出色了，沒有其它的制造商跟進。(柯尼卡從1953年開始花了7年來研制這部快門，另外從195

13、5年開始花5年研制機身。)碰巧的是，在1957年左右，一個日本發(fā)明家獨立的研制出一個新穎的快門。他試圖向各大公司推銷自己的發(fā)明。Mamiya很感興趣并做了兩年的研究。但是，Mamiya最后沒有生產這部快門。Mamiya覺得非常抱歉就把這部快門介紹給Copal。Copal在Konishiroku(Konica)和Mamiya的財力支持下對這部快門進行了徹底的開發(fā)。同時Konishiroku(Konica)和Mamiya也把自己的快門技術提供給Copal。Konica的Hi-Synchro快門對Copal的影響很大。不久AsahiKogaku(Pentax)加入了聯盟，然后到了1961年，第一部C

14、opalSquareI開發(fā)出來了.當時，只有Mamiya，Konica和Pentax才能用這部Copal快門。但是Mamiya制造了NikorexF(不是Nikon)，所以這部相機是第一個使用了這部快門的相機。1965，CopalSquareS開發(fā)成功.這是最著名的Copal機械快門，以后被用在各種各樣的相機身上。同年Konica用此快門制出AutoReflex。此后，Copal快門不局限在這三家公司，所以，CopalS快門被用在NikkormatFT，SigmaMark-1，RicohflexTLS401，SinglexTLS，ExactaTwinTL，CosinaHi-Lite等等相機上。

15、1965年代CopalS快門被大量的模仿制造.直到90年代還還有許多SLR在用這部快門和它的模仿品。更值得說的是，60年代用這部快門制造的相機很多到現在依然準確無誤。速度從B門，1秒到1/1000秒，閃光同步為1/125.這在當時的機械快門里都是最高的。五、螺口到卡口的變化 最早的單反相機和鏡頭之間的接口五花八門，有螺口也有插到式的卡口，到40年代的時候Praktica設計的M42螺口逐漸成為了接口的主流，而且由于M42接口標準是開放的，所以很多大大小小的相機生產廠都開發(fā)出了自己的M42機身，這也讓M42成為影響力最為廣泛的接口之一，日系的相機廠家摻和進M42的也非常多，比如Pentax，Ri

16、coh，Yashica，Mamiya，Fujica，Chinon，Cosina，Vivitar等等，開發(fā)了近百部機身，其中Pentax堅持到了70年代中后期，才最終放棄了M42，轉而使用了K卡口，這就是著名的PK卡口。M42雖然通用性好，但是卻有著結構上的缺陷，比如日常使用中鏡頭拆裝麻煩，碰到偶爾有熱脹冷縮的環(huán)境中鏡頭拆卸和安裝都會變得非常困難，最重要的是M42卡口無法實現光圈聯動測光，看看現在的單反相機的主要拍攝界面：半按快門啟動測光，全按下去開啟快門暴光。這已經是通用設計了。但在上世紀60-70年代，全開光圈測光還是新鮮玩意。而絕大多數M42鏡頭都還是收縮光圈測光（stopdown）用的單

17、針設計。所以當時的經典設計就是以PentaxSP為代表的機身上有一個stopdown的按鈕。使用時要先按下這個按鈕來測光，然后在用另外一只手按下快門鈕來開啟快門曝光。如果我們把現在的這個過程叫做一步的話，那stopdown測光就是兩部了。挺煩的吧？面對著M42的缺陷，Pentax這個日本單反相機的鼻祖選擇了繼續(xù)改進的做法，而佳能尼康這樣的沒啥歷史負擔的新來者則選擇了換用插刀式卡口的做法，分別推出了F卡口的nikonF和FL卡口的佳能Canonflex，在接口上解決了收縮光圈聯動測光的麻煩。不過科技總是在繼續(xù)發(fā)展的，自動對焦的變革到來之后，佳能選擇了拋棄過去的積累，改用EOS全電子化界面的接口，

18、而尼康則選擇了繼續(xù)在F卡口基礎上修修補補的做法(F卡口先是改進為AI實現光圈優(yōu)先AE，然后又改進為AIS，然后是AF)。就目前的發(fā)展來說，EOS的全電子化界面顯然代表著未來發(fā)展的方向，這種接口取消了機械傳動部分，代之以電子觸點，提高了卡口的機械性能和密封能力，我們可以肯定，在可預見的將來，尼康在將鏡頭全面AFS化了之后，F卡口也必將發(fā)展成為一個全電子界面的卡口。 六、TTL測光 早期的相機是沒有測光系統的，一般都是估計測光或者使用外置測光表，然后發(fā)展到了機身搭載測光表的方式，這種做法相當的不準確，因為測光表所測到的讀數只是它自己感受到的光量，而并非從鏡頭進入的光亮，隨著電子技術的發(fā)展，CdS(

19、硫化鎘)測光元件已經可以縮小到裝在機身里面的地步之后，終于出現了TTL(thoughthelen，通過鏡頭)測光技術，由于是直接測量的鏡頭收集到的光線，測光的準確度大大提高了。 雖然的攝影大師都是熟悉光線變化如自家臥室的強者，根本不需要測光。只是附庸風雅的有錢人多了，測光儀器也成了必需品。最早的測光表不用電，甚至連任何感光元件都沒有。大體上是一個木盒子上裝著一塊圓盤形的灰色玻璃，顏色在一圈里由淺到深周而復始。測光就是透過灰玻璃一邊看一邊轉動圓盤，直到什么也看不見了就在盒子上的一個小窗里讀出一個測光值，是不是很好玩?那些覺得木頭盒子不好玩的人用光電池和光電阻做出了種類繁多的手持測光表。手持的表雖

20、然看起來很專業(yè)，但是一手抓機，一手持表快拍還是會顧此失彼，如果沒有長第三只手或者請一個助手來給你測光的話，那就要想辦法把測光表整合到機身上。稍微有些頭腦的廠家推出了肩扛式測光表，通過一個連桿和快門速度盤連動，一個指針對準當前對應的光圈值，又免了用戶的勞神，又讓很多人心甘情愿的多掏錢買一個只此一家的外掛測光表，這大概就是所謂的皆大歡喜。日久天長，測光表在機身上生了根，成了不可分割的一部分。進一步的的改良是測光顯示被放到了取景器內，免去了把眼睛從取景器上移開去看測光數據的麻煩。 當然，那時測光元件還都是放在攝影光路之外的，測光范圍也很模糊不清。雖然這些問題都能克服，但是應用各種濾鏡和近攝器具所需要

21、的補償卻還是完全依靠經驗，沒有經驗的初哥就只好找個板凳，坐下來拿出紙筆，圖表，慢慢地計算曝光。我們知道二戰(zhàn)后各國人民的生活水準都提高了，當廠家們發(fā)現自己賴以生存的衣食父母就是這些拍生活照為主的普羅大眾的時候，他們不得不把相機做的更加易于操作。內測光就是為了使測光更加精確而誕生的。世界上第一臺成功加入TTL測光的TopconSuperD是真正的全開光圈TTL測光，但第一臺成功市場化的TTL測光單反Spotmatic采用的是所謂的收縮光圈測光。鏡頭本身是自動光圈沒錯，但是在鏡頭座的左邊有一個開關，推上去，光圈收縮才能顯示實際的測光值。不能說不方便準確，但是卻把自動光圈的問題帶了回來，大家又要忍受那

22、痛苦的眼前一暗。這種設計和螺口本身的結構也有關系(螺口鏡頭的光圈環(huán)不能準確的和機身耦合)，但是收縮光圈測光作為一種成功的方式被保留了下來，順帶著M42的流行貽害了無數家相機廠家，那是另一個故事，這里暫且不表。當時同樣收縮光圈測光的卡口也有佳能FL等不多的幾種，基本上也是因為機械結構的限制造成光圈耦合很難實現。這幾家后來依靠在卡口/螺口內增加耦合機構的方式實現了全開光圈測光，但那已經是尼康，美能達用卡口實現全開光圈TTL測光很多年以后的事情了。 七、AE自動曝光卡口的出現和TTL測光的應用使得自動曝光更加容易實現，雖然早在1963年西德Zeiss廠推出第一代135快門優(yōu)先單反相機SuperCon

23、taflex，使用的還是M42螺口，1976日本Canon公司第一臺時間先決光圈自動的照相機CanonAE-1，1977Minolta公司推出兼有光圈先決和快門先決的照相機MinoltaXD-7，1978Canon公司推出第一臺程序自動曝光相機CanonAE-1Program，值得說一下的是佳能AE-1首先實現了自動化裝配生產，并成為第一種裝置有中央微電子處理器的135單鏡頭反光照相機，這種相機曾經創(chuàng)造過500萬臺的銷售記錄，從1976年推出之后直到1984年，AE-1和后繼型號AE-1P連續(xù)8年奪得日本單反相機銷售量第一名，非常的了不起。八、鍍膜 最早的鏡頭是沒有鍍膜的，有的甚至連鏡筒內部消

24、光和鏡片邊緣發(fā)黑處理都沒有，然后出現了單層鍍膜，不過這主要是用在軍用望遠鏡上用以實現鏡片消光，降低被敵人發(fā)現的可能性(例如蔡司頂頂大名的T*鍍膜最早就是為軍用開發(fā)的)，而在民用相機領域，1941Kodak公司生產首次采用鍍膜鏡頭的照相機Ektra，但鍍膜技術的大發(fā)展應該從70年代初賓得推出SMC鍍膜的太苦馬鏡頭開始算起。 賓得在1971年推出了SMC超級多層鍍膜的太苦馬鏡頭，在當時可以算是舉世矚目，雖然在此之前，尼康，佳能和徠卡都掌握了多層鍍膜技術(3-4層)但是超過6層以上的鍍膜仍然是難以完成的目標，另一方面，Fuji宣稱他們開發(fā)的電子波束鍍膜EBC(Electron-BeamCoating

25、)可以達到11層，已經處于領先地位，他們將EBC鍍膜技術用于某些電影攝影機鏡頭，并用于1964年奧林匹克運動會，但并未用于民用鏡頭的開發(fā)，此后在賓得SMC的壓力之下才逐漸開發(fā)EBC和超級EBC的富士龍攝影鏡頭，并取得了良好的市場反應。多層鍍膜使得開發(fā)現代的超廣角鏡頭和大變焦鏡頭成為可能。隨著變焦鏡頭的流行，焦距的長度和變焦范圍逐步擴大(需要更多的光學組件)，為了保證光學質量多層鍍膜技術就變的非常重要。 有意思的是事實上幾乎所有的主要鏡頭制造商(包括Canon，Nikon和Zeiss)都付授權費給賓得以使用部分或全部的多層鍍膜工藝，以可以接受的成本在光學元件的表面鍍上很薄的防反射化合物。Leica卻依然堅持他高貴的地位，宣稱多層鍍膜技術對控制眩光的幫助非常微弱，而減少光學元件的數量來控制眩光更為有效。不過當多層鍍膜專利技術過期以后，Leica突然改變了原來的立場，象其他廠家一樣開始采用多層鍍膜技術。今天多層鍍膜技術幾乎出現在每一個光學設備上，甚至包括日常戴的眼鏡和略微高級一點的放大鏡上。 九、AF 自動對焦1985Minol